نشریه جریان - شماره اول | Page 23

‫3. مسیریابیرباتدرمحیطناشناختهبهروشکنترلفازی-پتانسیل‬ ‫مسـیریابی ربـات در محیـط ناشـناخته بـه ‌‌هـای مختلفـی انجام م ‌شـود کـه از جملـه آن م ‌توان‬ ‫ی‬ ‫ـ‬ ‫ی ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ روش ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بـه روش میـدان پتانسـیل، الگوریتـم ژنتیـک، کنترل فـازی و غیره اشـاره کرد کـه اسـتفاده از روش میدان‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫پتانسـیل متداو ‌تریـن آن در ده ‌هـای اخیـر اسـت. در مسـیریابی ربـات در محیـط ناشـناخته بایـد بـه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫هـ‬ ‫ل ـ‬ ‫ـ‬ ‫ایـن نکتـه توجـه داشـت کـه هیچکـدام از الگوریت ‌هـای حاضـر بهین ‌تریـن مسـیر را ارائـه نم ‌کننـد،‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫ه ـ‬ ‫ـ‬ ‫مـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫زیـرا بـرای مسـیر بهینـه نیـاز به دانسـتن تمـام محیـط اسـت. الگوریت ‌هـا و رو ‌هـای کنترلـی در واقع‬ ‫ـ‬ ‫مـ شـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫تضمیـن کننـد‌ی رسـیدن بـه هـدف در سـریع تریـن زمان ممکـن اسـت و این هدف، بسـته به سـاختار‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ه ـ‬ ‫ـ‬ ‫الگوریتـم و روش تعییـن م ‌شـود.‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫روش میـدان پتانسـیل از آن جهـت کـه پیاد‌سـازی آسـان و بالدرنگـی روی ربـات دارد حائـز اهمیـت‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ه ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫اسـت. امـا مشـکل میـدان پتانسـیل، وجـود کمینـ ‌ی محلـی و عـدم نـرم حرکـت کـردن ربـات اسـت‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫(ربـات ب ‌صـورت ارتعاشـی حرکـت م ‌کنـد). کنتر ‌گـر فـازی عل ‌رغـم قابلیـت کنترلـی وسـیعی کـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ی ـ‬ ‫لـ ـ‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ه ـ‬ ‫ارائـه م ‌دهـد، بـا توجـه بـه سـاختار ربـات مـورد آزمایـش و همچنیـن تعـداد سنسـو‌های ربـات، دارای‬ ‫ـ‬ ‫ـر‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ی ـ ـ ـ ـ ـ‬ ‫قوانیـن زیـادی م ‌شـود کـه در عمـل سیسـتم را از حالـت بالدرنـگ خـارج م ‌کنـد. بـرای حـل ایـن‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ی ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫مشـکل، از تلفیـق دو روش کنتـرل فـازی و میـدان پتانسـیل اسـتفاده م ‌شـود. بـا ایـن کار، در عین آنکه‬ ‫ی ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫از مزیـت دو روش اسـتفاده م ‌شـود، م ‌تـوان نقـاط ضعـف هـر دو را نیـز پوشـش داد. بـرای ایـن منظـور،‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ی ـ ی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫خروجـی میـدان پتانسـیل بـه‌عنـوان ورودی کنتر ‌گـر فـازی اعمـال م ‌شـود تـا ربـات نـرم تـر حرکت‬ ‫ـ ی ـ ـ ـ ـ ـ‬ ‫لـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫کـرده و در صورتـی کـه کمینـ ‌ی محلـی یـا دام وجـود داشـت، ربـات بتوانـد بهراحتـی از آن عبـور کنـد.‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ‌ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫همچنیـن بـه علـت آنکـه خروجـی میـدان پتانسـیل سـه مولفـه اسـت، تعـداد قوانیـن فـازی به شـدت‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫کاهـش پیـدا کرده و سیسـتم بالدرنگ م ‌گردد.شـماتیک کنتر ‌گر فازی-پتانسـیل در شـکل شـمار‌ی‬ ‫ـ ه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ل‬ ‫ـ‬ ‫ی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫‌2 نشــان داده شد‌اســت.‬ ‫ه‬ ‫)آ(‬ ‫)ب(‬ ‫)ج(‬ ‫)د(‬ ‫شکل3: نمودار فازی (آ) نمودار فاز ‌کنند ‌ی نیروی جاذبه (ب) نمودار فاز ‌کننده نیروی دافعه‬ ‫ی‬ ‫ی ه‬ ‫(ج) نمودار غیر‌فاز ‌کننده سرعت (د) نمودار فاز ‌کنند ‌ی اختالف زاویه سر ربات و برآیند نیروها‬ ‫ی ه‬ ‫ی‬ ‫خروجــی میــدان پتانســیل وارد کنتــرل کننــده فــازی‬ ‫شــده و خروجــی آن ســرعت چــرخ چــپ و راســت اســت.‬ ‫نمودارهــای فــازی کننــده و غیرفاز ‌کننــد